用图4所示电路测定光电子的比荷(电子的电荷量与电子质量的比值)。两块平行金属板M、N相距为d，其中N板受紫外线照射后，将发出沿不同方向运动的光电子，即便是加上反

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用图4所示电路测定光电子的比荷(电子的电荷量与电子质量的比值)。两块平行金属板M、N相距为d，其中N板受紫外线照射后，将发出沿不同方向运动的光电子，即便是加上反向电压，在电路中也能形成电流，从而引起电流表指针偏转。若逐渐增大极板间的反向电压，可以发现电流逐渐减小，当电压表读数为U时，电流恰好为零。切断开关，在M、N之间加上垂直于纸面的匀强磁场，逐渐增大磁感应强度，也能使电流表读数为零。当磁感应强度为B时，电流为零。已知紫外线的频率为V，电子的电荷量为e，求：
(1)金属板N的逸出功。
(2)光电子的比荷。

答案

(1)W=hv-eU(2)

解析

解：(1)设光电子的最大初速度为v，闭合开关s，当光电流恰好为零时，说明具有最大初速度的光电子到达M板速度恰好减为零，由动能定理得

由光电方程得

所以金属板的逸出功为W=hv-eU。
(2)断开开关S，光电流为零时，说明具有最大初速度的光电子做圆周运动半径为

由牛顿第二定律得

所以光电子的比荷为

【标签】能量守恒定律在光学中的应用

举一反三

通过研究发现原子处于基态和各激发态时具有的能量为E_l＝－13.6eV、E₂＝一3.4eV、E₃＝一1.51eV、E₄＝一0.85eV．若氢原子从第 4 能级跃迁到第 3 能级时，辐射的光子照射某种金属，刚好能发生光电效应．现有大量氢原子处于n＝ 5 的激发态，则在向低能级跃迁时所辐射的各种能量的光子中，可使这种金属发生光电效应的频率种类有

A．7

B．8

C．9

D．10

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（4分）给光电管加上反向电压可测光电管阴极金属的极限频率，若照射光波长为λ，反向加电压U时电路中刚好无电流，则该光电管阴极金属的极限频率为______________．（真空中光速为c，普朗克常量为h）

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下列说法中正确的是

A．经典物理学能解释原子的稳定性和原子光谱的不连续性

B．光电效应说明光具有粒子性

C．天然放射性元素衰变的快慢与化学、物理状态有关

D．天然放射现象的发现揭示了原子的核式结构

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宏观世界中相互对立的波动性和粒子性,在光的本性研究中却得到了统一,即所谓光具有波粒二象性,下列关于光的波粒二象性的叙述中正确的是（）

A．大量光子产生的效果显示出波动性、个别光子产生的效果展示出粒子性

B．光在传播时表现出波动性,而在跟物质作用时表现出粒子性

C．频率大的光较频率小的光的粒子性强,但波动性弱

D．频率大的光较频率小的光的粒子性及波动性都强

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图所示为一真空光电管的应用电路,其阴极金属材料的极限频率为4．5×10¹⁴Hz,则下列判断中正确的是（）

A．发生光电效应时,电路中光电流的饱和值取决于入射光的频率

B．发生光电效应时,电路中光电流的饱和值取决于入射光的强度

C．用λ=0．5μm的光照射光电管时,电路中有光电流产生

D．光照射的时间越长,电路中的光电流越大

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